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一:系統(tǒng)的描述
1、工藝流程
本生產(chǎn)的工藝分為二個(gè)大的部分: 應(yīng)再生部分,分餾部分.
原料從提升管進(jìn)入提升管反應(yīng)器,在提升管反應(yīng)器中與高溫的催化劑接觸并升溫,汽化,在隨催化劑上升的同時(shí)不斷反應(yīng),生成汽油,輕柴油,液化氣,干氣,中段油,回?zé)捰?油漿等氣相產(chǎn)物,同時(shí)生成的焦炭覆蓋在催化劑的表面,使其裂化活性逐步降低,成為待生催化劑.二者進(jìn)入沉降器.由旋風(fēng)分離器分離,油氣部分進(jìn)入分餾塔,待生催化劑則進(jìn)入再生器燃燒.除去催化劑表面上的炭后進(jìn)入提升管反應(yīng)器.如此循環(huán)利用,
反應(yīng)器流程圖如圖1
圖1 反應(yīng)流程圖
油氣進(jìn)入分餾塔中先降溫分餾,在塔頂?shù)牡挠蜌夥蛛x器中進(jìn)行油氣分離,分成粗汽油，和富氣.在塔的中部12-14層分離出輕柴油;在塔的29層分離剩下的回?zé)捰驮诨氐椒磻?yīng)器進(jìn)行反應(yīng).油氣分別在吸收穩(wěn)定部分有穩(wěn)定的油氣進(jìn)行吸收.流程如圖2
2:工藝的特點(diǎn)和難點(diǎn)
本工程中,反應(yīng)再生系統(tǒng)中涉及到三大平衡:物料平衡;熱量平衡,和壓力平衡.這三大平衡是對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行正常生產(chǎn)的基礎(chǔ).因此要對(duì)各個(gè)關(guān)鍵控位給出自己的控制和監(jiān)視
畫(huà)面
圖2 分餾流程圖
以對(duì)其溫度,流量,壓力分別進(jìn)行監(jiān)控.其中反應(yīng)溫度是控制反應(yīng)深度,產(chǎn)品分布及產(chǎn)品的性質(zhì)的重要參數(shù).而溫度的保證和維持主要是通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑的流量,及調(diào)節(jié)再生單動(dòng)滑閥的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的.因此再生滑閥的調(diào)節(jié)是非常重要的.
在分餾系統(tǒng)中,首要原則是控制好各段的回流和溫度,穩(wěn)定住各處的液面,合理調(diào)整熱平衡,來(lái)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作.因此要重點(diǎn)監(jiān)控各段的溫度和流量.以及液位.
3、工藝對(duì)控制系統(tǒng)的要求
a、實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元操作的集中監(jiān)控，包括：溫度、壓力、流量、液位等物理量的監(jiān)測(cè)與控制。動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測(cè)、控制必須準(zhǔn)確、可靠。
b、必要的遙控措施,對(duì)突發(fā)事件如停電等，系統(tǒng)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，確保在緊急情況下或需要的時(shí)候?qū)σ恍╆P(guān)鍵的控制點(diǎn)（閥門(mén)、馬達(dá)等）實(shí)施遙控。
c、配置必要的報(bào)警和聯(lián)鎖。
d、重要參數(shù)的記錄和方便地查閱其實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)。
e、可隨時(shí)監(jiān)測(cè)有關(guān)單元的有關(guān)參數(shù)或重要設(shè)備的運(yùn)行情況。
f、控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置、調(diào)整方便，便于操作，人性化的操作界面。
g、操作員站顯示整個(gè)生產(chǎn)工藝流程，修改和打印各種有關(guān)參數(shù).
二:系統(tǒng)的組成
1、系統(tǒng)配置
本項(xiàng)目控制系統(tǒng)采用的是FB-2000NS DCS。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)控制、批量控制和邏輯控制等多種控制算法。根據(jù)帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，與工藝技術(shù)人員認(rèn)真細(xì)致地分析了生產(chǎn)工藝對(duì)控制的要求，合理地設(shè)計(jì)了方便于操作工監(jiān)視、操作的流程圖畫(huà)面。本工程采用1個(gè)控制站、5臺(tái)操作站,和一臺(tái)工程師站. 和CNET網(wǎng)相結(jié)合的通訊網(wǎng)絡(luò).從系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定上考慮,我們采取了控制站與操作站之間由CNET雙重化冗余的過(guò)程控制網(wǎng)連接,主控制器,和所有的模擬量輸出板以及重要的模擬量輸入板均采用了雙冗余. 其作用是當(dāng)主板發(fā)生故障時(shí)，冗余板會(huì)自動(dòng)投入工作，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行. 其DCS的硬件配置為：FB-2001NS2塊，F(xiàn)B-2005NS網(wǎng)卡12塊,FB2010NS34塊,FB2020NS31塊,FB2030NS2塊,FB2040NS2塊,FB2050NS1塊,FB-SC14NS30塊,FB-SC20NS17塊,FB-SC30NS2塊,FB-SC43NS2塊,FB-SC50NS1塊。所有模擬量信號(hào)通過(guò)隔離模塊后，進(jìn)入輸入端子板，且所有模擬量輸出信號(hào)均通過(guò)隔離模塊，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。現(xiàn)場(chǎng)控制站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：
2. DCS系統(tǒng)規(guī)模
AI：279
AO：55
DI：17
DO：5
三、控制方案
1:反應(yīng)系統(tǒng)的控制
反應(yīng)再生系統(tǒng)控制是整個(gè)催化列化的最重要的部分,其最主要的控制在于以下一些量的控制:反映溫度,沉降器氣提段藏量的控制,再生器溫度控制,再生器壓力控制,以及主風(fēng)的控制.
a):反映溫度的控制
反映溫度是是控制反應(yīng)深度,產(chǎn)品的分布以及產(chǎn)品的性質(zhì)的重要參數(shù),而溫度的保證和維持主要是通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑的流量,及調(diào)節(jié)再生單動(dòng)滑閥的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的.再生滑閥的開(kāi)度大,循環(huán)量增加,反應(yīng)溫度上升.對(duì)此我們采取了串級(jí)調(diào)節(jié).反應(yīng)溫度的調(diào)節(jié)大致框圖如圖3
其他的一些回路的調(diào)節(jié)方式比較簡(jiǎn)單，均單用單回路PID調(diào)節(jié)，其方框圖略
2;分餾系統(tǒng)的控制
分餾系統(tǒng)中包括分餾塔,穩(wěn)定塔,解吸塔,和吸收塔的液位,溫度,和壓力的控制.
a):穩(wěn)定塔頂回流的壓力控制
穩(wěn)定塔頂回流罐的壓力受兩個(gè)方面的影響,當(dāng)壓力底的時(shí)候一般是先開(kāi)PV311B進(jìn)行升壓,如果壓力繼續(xù)下降，在打開(kāi)PV311A對(duì)從穩(wěn)定塔過(guò)來(lái)的油氣進(jìn)行加熱以確保穩(wěn)定塔頂回流罐壓力保持穩(wěn)定.因此我們采取了分程調(diào)節(jié), 其方框圖略
b):吸收塔底液位控制,吸收塔底的液位其液位的平穩(wěn)與否直接影響到下面解吸,再吸收,穩(wěn)定塔等其他工藝過(guò)程的控制,我們對(duì)次采取了串級(jí)控制,其方框圖如圖4:
其他的一些回路的調(diào)節(jié)方式比較簡(jiǎn)單，除了幾個(gè)4個(gè)串級(jí)與上面相似外還有一些簡(jiǎn)單的
單回路調(diào)節(jié), 其方框圖略.
3:風(fēng)機(jī)系統(tǒng)連鎖
由于風(fēng)機(jī)是6KV的大電機(jī),而且風(fēng)機(jī)的運(yùn)行的正常與否關(guān)系著反應(yīng)系統(tǒng)的安全.因此對(duì)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行,設(shè)置了以下的保護(hù),和聯(lián)動(dòng),及風(fēng)機(jī)的振動(dòng),軸承溫度,或軸向位移過(guò)大,潤(rùn)滑油壓過(guò)底,等就連鎖停機(jī).停機(jī)后要連鎖關(guān)閉出口閥,同時(shí)打開(kāi)防喘振閥,強(qiáng)制關(guān)閉主風(fēng)出口阻尼單向閥.考慮到了操作人員的正常的操作習(xí)慣和緊急情況下的措施,我們還設(shè)置了手動(dòng)開(kāi)關(guān)風(fēng)機(jī)和各個(gè)重要的電磁閥.其邏輯連鎖圖如圖5
圖5 風(fēng)機(jī)的連鎖
4自保系統(tǒng)
催化裂化是個(gè)非常危險(xiǎn)的工程,特別是在非正常的時(shí)候,要求控制系統(tǒng)能夠很快自動(dòng)的連鎖關(guān)停整個(gè)系統(tǒng),因此我們考慮到了操作人員的正常的操作習(xí)慣和緊急情況下的措施,我們還設(shè)置了手動(dòng)開(kāi)關(guān)各個(gè)重要的電磁閥.其邏輯連鎖圖如圖6.
四、畫(huà)面構(gòu)成
1、 共分反應(yīng)系統(tǒng)部分,分餾部分,吸收穩(wěn)定部分和風(fēng)機(jī)部分以及連鎖等4組畫(huà)面。
2、 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)：在流程圖上相應(yīng)處顯示。
3、 動(dòng)態(tài)畫(huà)面的鍵接：在每幅畫(huà)面上做按鈕，可相互切換。
4、 點(diǎn)擊工藝流程圖上相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥，既可彈出PID畫(huà)面，可在線修改給定值和輸出值。
五、歷史記錄
只需點(diǎn)擊工藝流程圖上相應(yīng)的位號(hào)，既可彈出歷史記錄畫(huà)面。
六、報(bào)表
按分組生成報(bào)表，8小時(shí)或12小時(shí)定時(shí)打印。
七、趨勢(shì)
根據(jù)用戶要求進(jìn)行分組，調(diào)用時(shí)只需點(diǎn)擊工藝流程圖上相應(yīng)的位號(hào)，既可彈出趨勢(shì)組畫(huà)面。
八、報(bào)警
根據(jù)客戶要求，采用聲音報(bào)警及畫(huà)面報(bào)警提示
圖6反應(yīng)連鎖
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